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![2.5 综合案例分析—音调控制电路的设计_实例讲解Multisim 10电路仿真_[共2页]](https://img.taocdn.com/s1/m/fb417f2b700abb68a882fb1e.png)
语音放大电路设计一、设计的目的1. 通过对语音放大器的设计，掌握低频小信号放大电路的工作原理和设计方法。
2. 进一步理解集成运算放大器和集成功放的工作原理，掌握有源滤波器和功放电路的设计过程。
3. 了解一般电子电路的设计过程和装配与调试方法。
4. 了解语音信号的有关知识。
二、系统的主要技术指标 1. 话筒放大器输入信号：mV v i 10≤ 输入阻抗：Ω≥k R i 100 共模抑制比：db K CMR 60≥ 2. 语音滤波器（带通滤波器） 带通频率范围：300Hz~3kHz 3. 功率放大器额定输出功率：=0.5om P W 负载阻抗：8L R =Ω电源电压：V 10 三、预习要求1. 复习集成预算放大器、有源滤波电路及功率放大电路的相关知识，了解静态与动态的调试方法。
2. 根据设计任务与要求，确定各级的电压放大倍数和各单元电路的设计方案，并确定电路中各元件的参数值。
3. 根据实验要求和测试内容自拟实验方法和调试步骤。
调试注意：1） 在进行直流微弱信号运算时，要注意运算放大器的调零。
2） 必要时进行相位补偿，避免自激震荡。
3） 由于电路的闭环输出电阻极小，所以测量输出电阻时所加载电阻不能太小，以免损坏运算放大器。
四、语音放大器方案首先根据设计要求确定整个语音放大电路的级数，再根据各单元电路的功能及技术指标分配各级的电压增益，然后确定各级电路的元件参数。
由于话筒输出的信号一般几毫伏，因此根据设计要求，当语音放大器的输入信号峰峰值为10毫伏、输出功率为0.5瓦时，系统的总电压放大倍数566=u A 。
考虑到电路损耗的情况，取600=u A 。
所以系统各级电压放大倍数分配：话筒放大器7.5，语音滤波器2.5，功率放大器32。
设计方案如下：图1 语音信号放大器框图 五、语音放大器设计 1. 话筒放大器由于话筒输出信号一般只有几毫伏，而共模噪声可能高达几伏，故放大器输入漂移和噪声的因数以及放大器本身的共模抑制比都是在设计中要考虑的重要因素。
模电课程设计声控电路一、教学目标本节课的学习目标主要包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握声控电路的基本原理和组成，了解声控电路在实际应用中的作用和意义。
2.技能目标：学生能够运用所学知识，设计和搭建一个简单的声控电路，并能够对电路进行调试和优化。
3.情感态度价值观目标：培养学生对模电课程的兴趣和热情，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.声控电路的基本原理和组成：声音的产生和传播，声传感器的原理和应用，声控电路的组成部分及其作用。
2.声控电路的设计和搭建：声传感器的选型和接入，放大电路的设计和调试，开关电路和反馈电路的设置。
3.声控电路的调试和优化：电路的测试和调试方法，如何提高电路的灵敏度和稳定性，如何避免电路的干扰和噪声。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解声控电路的基本原理和组成，让学生了解声控电路的相关知识。
2.实验法：让学生亲自动手设计和搭建声控电路，通过实践操作加深对声控电路的理解和掌握。
3.讨论法：在课堂上引导学生进行思考和讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：提供声控电路的相关知识，为学生学习提供理论支持。
2.实验设备：提供声控电路的设计和搭建所需的实验设备和材料，让学生能够亲自动手实践。
3.多媒体资料：通过图片、视频等形式，展示声控电路的原理和应用，丰富学生的学习体验。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下几种评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置与声控电路相关的作业，让学生独立完成，通过作业的完成情况评估学生的掌握程度。
3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力，以及实验报告的撰写水平。
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·46·2020年第19期文章编号：2095－6835（2020）19－0046－02模拟电子技术音调电路实验的探索与研究＊黄静月1，常博学2，李晓冬1，孟德明1（1.电路国家级实验教学示范中心（桂林电子科技大学），广西桂林541004；2.桂林航天工业学院，广西桂林541004）摘要：为了培养创新人才，对模拟电子技术实验进行探索与研究，调音电路是集成运算放大器的创新能力扩展实验。
学生研究实验原理，进行性能分析及创新探索，系统地设计音调电路。
该实验有助于培养学生的工程意识及系统分析问题能力，激发学生的综合实践创新能力。
关键词：RC电路；音调电路；集成运算放大器；电路实验中图分类号：TM13文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2020.19.0161引言模拟电子技术实验是电子信息类专业学生的必修课[1]，具有较强的实践性及工程创新性[2]，在基础课与专业课之间具有承上启下的作用，使整个课程体系无缝融合，同时，为“全国大学生电子设计竞赛”“全国大学生创新创业大赛”等以创新实践能力为主的学科竞赛作铺垫。
调音电路是集成运算放大器的创新能力扩展，激发学生的综合实践创新能力，从死板的理论知识蜕变，成为现实生活中的有趣的工程实例。
大学生通过模拟电子技术实验各环节的实践，既能巩固模拟电子技术的理论知识，又能将抽象的、不易理解的模拟电子技术理论知识转变为直观的感性认识，同时还可通过对所学知识的运用提高动手能力[3]。
2实验原理音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制，从而达到控制放音音色的目的，以适应不同听众对音色的不同爱好。
音调控制电路由RC元件和集成运算放大器组成，利用RC电路的传输特性以及集成运算放大器电压增益高的特点制作音调控制电路，提升或衰减某一频段的音频，在高保真放音电路中，实现高、中、低音分别可调的音调控制电路。
模拟电路课程设计课程题目：音调控制电路设计一、设计目的·初步了解音调控制电路的工作原理及调整方法。
·掌握简单音调控制电路的工程计算，进一步了解电子线路的频率特性等理论。
二、设计任务和要求。
1．设计一音调控制电路，其技术指标和要求a，通频带；20Hz---20kHz;b,音调控制范围：100Hz;±12dB;10kHz;±12Db;C,失真度；γ<2%.三、实验原理本实验采用反馈型音调控制电路，放大器A是一理想放大器，有下图a知 R1=R2=R3=RR4=R/3R5=R7=9RC1>>C2当信号频率在低音频率区时，可把C2近似看成开路，信号的传输和反馈主要有上半部分电路完成，如图b，当信号频率工作在高音频区时，C1可近似看成短路，如图c，下半部分是频率特性的主要因素，R7是高音调节电位器。
图a图b50%27kΩKey=A图c定量分析如下：1，信号频率在低音频区图b 有简化电路电路图b可知1）低音频提升：当R5滑动到最右边，如图c，其中Z1=R1，Z2=R2+(R4//(1/jwC1))A=Z2/Z1=(R2+R4)/R1*(1+j*w*R2*W1*C1/(R2+R4))/(1+j*w*w11) wl1=1/W1C1wl2=(R2+R4)/W1*R2*C1则有，À=（R2+R4）/R1*(1+j*(w/wl2))/(1+j*(w/wl1))|A|=(R2+R4)/R1*√[(1+(w/wl2)²)/(1+(w/wl1)²)]有图中数据知：(R2+R4)/R1=10wl2=10wl1当信号频率在中音频范围时，w>>wl2,求得：À=（R2+R4）/R1* wl1/ wl2=10*1/10=1当信号频率继续降低到w=wl2，由式得：À=（R2+R4）/R1*√0.5=7.07当信号频率降到w<<wl1,可求得À=（R2+R4）/R1=10根据上诉计算的判断，在中音频区，其闭环增益为0，随着频率的降低，增益将逐渐增大，最大提升倍数是10倍。
声控电路课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括：1.知识目标：学生需要理解声控电路的基本原理，掌握声控电路的组成部分及其作用，了解声控电路在实际生活中的应用。
2.技能目标：学生能够设计并搭建一个简单的声控电路，通过实验观察并分析声控电路的工作原理，提高动手能力和实验技能。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到科学知识在生活中的重要性，培养对科学的兴趣和好奇心，培养创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括：1.声控电路的基本原理：引导学生了解声控电路的工作原理，理解声控电路的组成部分及其作用。
2.声控电路的设计与搭建：指导学生设计并搭建一个简单的声控电路，通过实验观察并分析声控电路的工作原理。
3.声控电路的应用：介绍声控电路在实际生活中的应用，激发学生的学习兴趣和主动性。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解声控电路的基本原理，引导学生了解并掌握相关知识。
2.实验法：让学生动手设计并搭建声控电路，通过实验观察并分析声控电路的工作原理，提高学生的动手能力和实验技能。
3.讨论法：在教学过程中，学生进行小组讨论，鼓励学生发表自己的观点和看法，培养学生的团队合作意识和创新精神。
四、教学资源为了保证本节课的教学效果，将准备以下教学资源：1.教材：声控电路相关知识的教材，为学生提供学习参考。
2.实验器材：声控电路实验所需的器材，如电阻、电容、电感、声音传感器等。
3.多媒体资料：通过多媒体课件、视频等形式，为学生提供丰富的学习资源，增强课堂教学的趣味性。
4.网络资源：利用网络资源，为学生提供更多声控电路相关的学习资料，拓展学生的知识视野。
五、教学评估本节课的评估方式包括：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置与声控电路相关的作业，评估学生对知识点的掌握情况。
3.实验报告：评估学生在实验过程中的动手能力、观察分析能力以及对声控电路原理的理解程度。
详解音量控制器和音调控制器电路音量控制器1.典型双声道音量控制器电路图4-41所示是双声道音量控制器。
RP1-1和RP1-2是双联同轴电位器，用虚线表示这是一个同轴电位器，其中RP1-1是左声道音量电位器，RP1-2是右声道音量电位器。
图4-41 双声道音量控制器当音量调节中转动音量旋钮时，RP1-1和RP1-2的动片同步动作，动片向上滑动时动片输出信号增大，送到后面功率放大电路中的信号增大，音量增大，反之则减小。
重要提示音量控制器中采用Z(指数)型电位器，均匀转动音量电位器转柄时，动片与地端之间的阻值一开始上升较缓慢，后来阻值增大较快。
这样，较小音量时，馈入扬声器的电功率增大量变化较小，音量较大时馈入扬声器的电功率增大量上升很快，这与人耳的对数听觉特性恰好相反，这样在均匀转动音量电位器转柄时，人耳感觉到的音量是均匀上升的，如图4-42所示。
图4-42 曲线示意图2.电子音量控制器电路重要提示普通音量控制器电路结构简单，但存在一个明显的缺点，就是当机器使用时间较长以后，由于音量电位器的转动噪声会引起在调节音量时扬声器中出现“咔啦、咔啦”的噪声。
这是因为音量电位器本身直接参与了信号的传输，当动片与碳膜之间由于灰尘、碳膜磨损存在接触不良时，导致信号传输有中断，引起噪声。
采用电子音量控制器后，由于音频信号本身不通过音量电位器，而且可以采用相应的消除噪声措施，这样即使电位器动片接触不好时也不会引起明显的噪声。
另外，双声道电子音量控制器电路中可以用一只单联电位器同时控制左、右声道的音量。
图4-43所示是电子音量控制器电路。
VT1、VT2构成差分放大器，VT3构成VT1和VT2发射极回路恒流管，RP1是音量电位器。
图4-43 电子音量控制器电路音频信号传输线路是：音频信号Ui经C1耦合，加到VT1基极，经放大和控制后从其集电极输出。
图4-44所示是信号传输过程示意图。
电路工作原理是：VT1和VT2发射极电流之和等于VT3的集电极电流，而VT3集电极电流受RP1动片控制。
音调控制电路音调控制电路音调控制电路的作用主要是为了满足听音者自己的听音爱好，通过对声音某部分频率信号进行提升或者衰减，使整个的声场更加符合听音者对听觉的要求。
一般音响系统中通常设有低音调节和高音调节两个旋钮，用来对音频信号中的低频成分和高频成分进行提升或衰减。
比较高档的音响设备中多采用多频段频率均衡方式，以达到更细致地校正频响的效果。
高低音调节的音调电路，根据其在整机电路中的位置，可分为衰减式、负反馈式以及衰减负反馈混合式音调控制电路三种。
这种电路一般使用高音、低音两个调节电位器；但在少数普及型机中，也有用一个电位器兼作高低音音调控制电路的。
图4所示为负反馈式高低音调节的音调控制电路。
该电路调试方便、信噪比高，目前大多数的普及型功放都采用这种电路。
图中C1、C2的容量大于C3，对于低音信号C1与C2可视为开路，而对于高音信号C3可视为短路。
低音调节时，当W1滑臂到左端时，C1被短路，C2对低音信号容抗很大，可视为开路；低音信号经过R1、R3直接送入运放，输入量最大；而低音输出则经过R2、W1、R3负反馈送入运放，负反馈量最小，因而低音提升最大；当W1滑臂到右端时，则刚好与上述情形相反，因而低音衰减最大。
不论W1的滑臂怎样滑动，因为C1、C2对高音信号可视为是短路的，所以此时对高音信号无任何影响。
高音调节时，当W2滑臂到左端时，因C3对高音信号可视为短路，高音信号经过R4、C3直接送入运放，输入量最大；而高音输出则经过R5、W2、C3负反馈送入运放，负反馈量最小，因而高音提升最大；当W2滑臂到右端时，则刚好相反，因而高音衰减最大。
不论W2的滑臂怎样滑动，因为C3对中低音信号可视为是开路的，所以此时对中低音信号无任何影响。
普及型功放一般都使用这种音调处理电路。
使用时必须注意的是，为避免前级电路对音调调节的影响，接入的前级电路的输出阻抗必需尽可能地小，应与本级电路输入阻抗互相匹配。
图5所示为衰减式高低音调节的音调控制电路。
河南工业职业技术学院课程设计报告课程名称：模拟电子技术设计题目：音调控制电路的设计姓名：张琳浩学号： 0401100238 系别专业：电气工程系班级：电气1002班指导教师：杨云2011年06月24日音调控制电路的设计摘要：音调控制电路是利用利用电子线路的频率特性原理，用于适时调整音色，使之符合各种不同听音乐的要求，用来补偿音源的录音缺陷或音箱的频响等，由于其就够和使用方法比较简单，负作用少，因而对一般条件的用户来说使用音调控制器简单可靠，它的用途在音响系统中占有重要的地位。
正为了改善音响中的放音音质,在一般中、高档音响中都设有音调控制电路。
其实质是对放音通道频响特性实施控制。
音调的控制不像音量控制,它只对某一段频率的信号进行提升或衰减,不影响其它频段信号的输出,而音量是对整个音频信号频率范围进行同步控制。
关键词：反馈式音调控制电路负反馈音调控制电路目录第1章绪论 (3)1.1课题背景 (3)1.2 选题的目的 (3)1.3 选题的意义 (3)1.4 本课题主要研究内容 (4)第2章音调控制电路分析 (4)2.1 音调控制电路的基础知识 (4)2.1.1 什么是音调控制 (4)2.1.2音调控制电路的分类 (5)2.2 电容器的音调控制电路 (11)第3章整机电路的设计 (17)3.1 技术要求 (17)3.2整机电路图 (18)第4章音调控制电路的安装与调试 (19)4.1 电路安装与调试技术 (19)4.1.1 合理布局、分级装调 (19)4.1.2 调试技术 (19)第5章课程设计体会 (20)第6章参考文献 (21)第1章绪论1.1课题背景音调控制电路是利用电子线路的频率特性原理，人为地改变信号中高、低频成分的比重，适时调整音色，改善音响的放音音质；满足听者的爱好、渲染某种气氛、达到某种效果；补偿扬声器系统及放音场所的场所音响不足。
音调的控制是对某一段频率的信号进行提升或者衰减，不影响其它频段信号的输出。
模拟电路课程设计
课程题目：音调控制电路设计
一、设计目的
·初步了解音调控制电路的工作原理及调整方法。
·掌握简单音调控制电路的工程计算，进一步了解电子线路的频率特性等理论。
二、设计任务和要求。
1．设计一音调控制电路，其技术指标和要求
a，通频带；20Hz---20kHz;
b,音调控制范围：100Hz;±12dB;
10kHz;±12Db;
C,失真度；γ<2%.
三、实验原理
本实验采用反馈型音调控制电路，放大器A是一理想放大器，有下图a知 R1=R2=R3=R
R4=R/3
R5=R7=9R
C1>>C2
当信号频率在低音频率区时，可把C2近似看成开路，信号的传输和
反馈主要有上半部分电路完成，如图b，
当信号频率工作在高音频区时，C1可近似看成短路，如图c，下半部分是频率特性的主要因素，R7是高音调节电位器。
图a
图b
50%
27kΩ
Key=A
图c
定量分析如下：
1，信号频率在低音频区
图b 有简化电路电路图b可知
1）低音频提升：
当R5滑动到最右边，如图c，
其中Z1=R1，Z2=R2+(R4//(1/jwC1))
A=Z2/Z1=(R2+R4)/R1*(1+j*w*R2*W1*C1/(R2+R4))/(1+j*w*w11) wl1=1/W1C1
wl2=(R2+R4)/W1*R2*C1
则有，À=（R2+R4）/R1*(1+j*(w/wl2))/(1+j*(w/wl1))
|A|=(R2+R4)/R1*√[(1+(w/wl2)²)/(1+(w/wl1)²)]
有图中数据知：(R2+R4)/R1=10
wl2=10wl1
当信号频率在中音频范围时，w>>wl2,求得：
À=（R2+R4）/R1* wl1/ wl2=10*1/10=1
当信号频率继续降低到w=wl2，由式得：
À=（R2+R4）/R1*√0.5=7.07
当信号频率降到w<<wl1,可求得
À=（R2+R4）/R1=10
根据上诉计算的判断，在中音频区，其闭环增益为0，随着频率的降低，增益将逐渐增大，最大提升倍数是10倍。
2）低音频率衰减
当滑动头移动到左边，同理有
À=R2/（R4+R1）*(1+j*(w/wl1))/(1+j*(w/wl2))
|A|=R2/(R4+R1)*√[(1+(w/wl1)²)/(1+(w/wl2)²)]
同前述低音频提升的分析方法一样，在接近中音频区得闭环增益为0.，随着频率的降低，增益逐渐减小到0.1倍。
2.信号频率在高音频区
简化电路如图所示,为了分析方便,将Y连接的R1,R2,R3变换成三角形连接的R1’,R2’,R3’,
R1’=R2+R3+R2*R3/R1
R2’=R1+R3+R1*R3/R2
R3’=R1+R2+R1*R2/R3
根据假设条件R1=R2=R3=R，则有R1’=R2’=R3’=3R。
如果前级输入电阻r0足够小，满足R3’>>r0，就可认为输出信号通过R3’反馈到输入端的信号被前级输出电阻缩旁路，可以把R3’看成开路。
当W2的滑动端移到C或D点时，W2的作用和R3’一样为输出端反馈到输入端的电阻，同样可把它看成开路，分析如下：
27kΩ
50%
Key=A
1）高音频提升
当R7的滑动端移到左边时，其等效电路如图所示，这时Z1=R1’//(R4+1/jw*C2)
Z2=R2’
Af=(R2/R1’)*(1+jw*(R1’+R4)*C2)/(1+j*w*R4*C2)
w1=1/（R1’+R4）*C2
w2=1/R4*C2
Af=(R2’/R1)*(1+jw/wh1)/(1+jw/wh2)
|A|=R2’/R1’*√[(1+(w/wh1)²)/(1+(w/wh2)²)]
根据假设条件，R4=R/3，R1’=R2’=3R可求得
wh2=10wh1
当信号频率在中音频区时，w<<w1，所以有
Af=R2’/R1’=1
当信号频率上升到w=wh1时，则有
Af=R2’/R1’√[2/(1+(1/10)²)]=√2
当信号频率w>>wh1时，则有；
Af=R2’wh2/R1’wh1=10
根据上诉计算的判断，在中音频区，其闭环增益为0，随着频率的增加，增益将逐渐增大，最大提升倍数是10倍。
2）高频衰减
当R7的滑动端移到右端时，用上述同样方法分析得
Af=(R2’/R1’)(1+jw/wh2’)/(1+jw/wh1’)
wh1’=wh1,wh2’=wh2
最大衰减量可用下式表示：Af=R4/(R4+3R)
根据上诉计算的判断，在中音频区，其闭环增益为0，随着频率的增加，增益将逐渐衰减，最大衰减到0.1倍。
综上所述：
当wh1<w<wh2时，特别是w<<wh2,
Af=R2’w/R1’wh1
则20lgAf=20lgR2’/R1’+20lgw/wh1
即提升量（dB数）=20lg(w/wh1)
所以有w/wh1=10＾(提升量（dB数）/20
同理有wl2/w=10＾(提升量（dB数）/20
2.计算
（1）确定转折频率
根据设计要求：fl1=20Hz fh2=20kHz
f=100Hz时，提升衰减量为+12dB
f=10kHz时，提升衰减量为+12dB
fl2=f*2＾(12/6)=400Hz
fh1=f/2＾(12/6)=2.5kHz
(2)估算电路的原件参数。
C1=1/2π*W1*fl1=0.079uF (取C1=0.068uF)
R2=W1/(fl1/fl2-1)=5.3kΩ（取R2=7.5kΩ）
R4=R1’/(fh2/fh1-1)=2.3kΩ (取R4=2.2kΩ)
C2=1/（2π*fh2*R4）=3600pF (取C2=3300pF) （3）校验
1）转折频率校验
fl1=1/(2π*W1*C1)=23Hz
fl2=(W1+R2)/(2π*W1*R2*C1)=336Hz
fh1=1/(2π*C2(R4+3R2))=1.9kHz
fh2=1/(2π*C2*R4)=21.9kHz
2)提升量和衰减量的校验
低音提升量 A=(R2+W1)/R3=14.3
20lgA=23dB
低音衰减量 A=R1/(R2+W1)=0.069
20lgA=-23dB
高音提升量 A=（R4+3R3）/R4=11.2
20lgA=21dB
高音衰减量 A=R4/(R4+3R3)=0.089
20lgA=-21dB
经校验，基本符合设计要求。
下图是本实验的总的原理图：
实验总结：
通过本次课程设计，将课本所学知识联系到日常生活中，加深了我们对课本内容的认识和应用，也更让我们了解生活，让我对ktv中话筒
调节音量的进一步认识，让我们重新感悟，从生活中学习，着心于观察生活，才能做到不空读书，从而将生活中的所观所感融入到学习中，进而学会更多。
此外，本次课程时间有点紧，大家也都是零的开始，通过团队的合作，更让我们发现了各自所学的不足，大家取长补短，互相为师，加深了对彼此的了解，增进了友谊。
模拟电路课程设计
11。
